Ntilikina kam in Belgien zur Welt, er ist ruandischer Abstammung.[1] Er wuchs im französischen Straßburg auf und begann dort auch mit dem Basketball. Er wurde in der Jugendakademie von SIG Strasbourg gefördert und gab im April 2015 mit 16 Jahren[2] sein Debüt in der ersten französischen Liga.[3] Im Verlauf der Saison 2014/15 kam er für SIG erstmals in der Euroleague zum Einsatz.[4] Im Dezember 2015 erhielt er vom Straßburger Verein seinen ersten Profivertrag (bis 30. Juni 2019).[5] Ntilikina gab im April 2017 seine Anmeldung zum NBA-Draft 2017 bekannt.[6] Bei dem Auswahlverfahren sicherten sich die New York Knicks die Rechte am Franzosen, der als insgesamt achter Spieler beim Draft genommen wurde.[7]
In seiner ersten NBA-Spielzeit (2017/18) wurde Ntilikina in 78 Partien eingesetzt und erzielte für die New Yorker 5,9 Punkte, 3,2 Korbvorlagen sowie 2,3 Rebounds je Begegnung.[8] In vier Jahren erzielte der Franzose in 211 Einsätzen im Schnitt 5,5 Punkte, 2,7 Korbvorlagen und 2 Rebounds, im September 2021 nahmen ihn die Dallas Mavericks unter Vertrag.[9] Bei den Texanern blieb er Ergänzungsspieler.[8]
Im Sommer 2023 wurde er von den Charlotte Hornets verpflichtet.[10] Ntilikina erlitt kurz vor dem Beginn des Spieljahres 2023/24 einen Schienbeinbruch.[11] Mitte Januar 2024 bestritt er sein erstes Spiel nach der Verletzung.[12] Er kam bis Februar 2024, als es zur Trennung kam, nur in fünf Spielen zum Einsatz.[13]
Er wurde 2014 mit der französischen Auswahl U16-Europameister.[14] Im Dezember 2016 führte er die U18-Nationalmannschaft zum EM-Titel. Anschließend wurde er als bester Spieler des Turniers ausgezeichnet.[15] Mit der A-Nationalmannschaft Frankreichs wurde er bei der Weltmeisterschaft 2019 Dritter.[16] 2021 erreichte er mit Frankreich das Endspiel der Olympischen Sommerspiele 2020, in dem man den USA unterlag und somit Silber gewann.[17]